CF-2光电子能谱的Franck-Condon分析

在Born-Oppenheimer近似下,结合分子轨道从头算,采用谐振子模型和产生函数方法计算了CF2(X1A1)←CF-2(X2B1)跃迁的Franck-Condon因子.用迭代Franck-Condon分析(IFCA)方法对CF-2的光电子能谱进行了拟合,得到了基态CF-2的几何构型:r CF=0.142 9±0.000 1 nm,θFCF=101.10±0.01度.     

理论研究OH+离子电子态光谱及跃迁性质

采用高精度的内收缩多参考组态相互作用方法（icMRCI）计算OH⁺离子基态和低激发态的势能曲线和A³П-X³Σ^-跃迁体系的跃迁偶极矩。计算过程中考虑了能量的Davidson修正（+Q）效应和标量相对论修正。根据势能曲线,通过求解核的一维Schrödinger方程得到OH⁺的光谱参数。通过计算A³П-X³Σ^-体系的跃迁偶极矩研究这一跃迁体系的Einstein系数、F-C因子。研究了A³П（ν'=0~6）态的跃迁辐射寿命,结果显示其数量级为10^-6 s。     

基态MgB2分子的结构与分析势能函数

应用群论及原子分子反应静力学方法推导MgB₂分子的电子状态及其离解极限,采用密度泛函B3LYP和从头计算QCISD方法在6-311++G**基组水平上,对MgB₂分子可能的状态进行优化计算,得出MgB₂的三重态能量最低,其稳定构型为C_2v,平衡核间距R_e=2.2977,键角α_BMgB=41.5521°,能量为-248.9645a.u.同时还计算了基态的简正振动频率:对称伸缩振动频率ν（B₂）=315.4430 cm^-1,反对称伸缩振动频率ν（A₁）=418.1883 cm^-1和弯曲振动频率ν（A₁）=968.9672 cm^-1.在此基础上,使用多体项展式理论方法,导出了基态MgB₂分子的解析势能函数,其等势面准确再现了基态MgB₂平衡结构和离解能,并由此讨论了B+MgB和Mg+BB分子反应的势能面静态特征. 关键词： 2')" href="#">MgB₂ 多体项展式理论 解析势能函数     

非金属晶体导热系数与压力和温度相关性

 讨论了非金属晶体的导热系数k与压力p和温度T的相互关系。从理论上导出了低压和低温下的两个实验拟合关系式，即K_T=A+Bp和k_p＝A₁+B₁/T，其中A、B、A₁、B₁为拟合常数。计算结果与实验结果符合得非常好。此外，还讨论了k在高压、高温及冲击压缩下的响应。     

icMRCI方法研究NS~±离子体系基态光谱

本文采用高精度的内收缩多参考组态相互作用方法(icMRCI)计算了NS~±体系基态的势能曲线,为了能够获得精确结果在计算过程中考虑了能量的Davidson修正.之后基于获得的势能曲线求解核的一维Schr?dinger方程,得到了NS~±离子体系基态的光谱数据R_e、ω_e、ω_eχ_e、B_e、α_e.发现本文理论计算结果与已有的实验数据和现有理论值吻合得很好.并进一步计算了NS~+(X~1Σ~+)基态和NS~-(X~3Σ~-)基态的振动能级G(ν)和体系转动量子数J=0时的分子离心畸变常数B_ν、D_ν.与实验数据和其他理论结果的比较表明本文计算结果达到了较高精度能够为这一离子体系的进一步研究提供参考依据.     

多参考组态相互作用方法研究BS+离子的势能曲线和光谱性质

利用量子化学从头计算方法MRCI+Q在AVQZ级别上对BS⁺离子进行了研究. 通过计算得到了与BS⁺离解极限B⁺（¹S_g）+S（³P_g）和B⁺（¹S_g）+S（¹D）对应的5个Λ-S态,确认了BS⁺离子的基态为X³∏电子态,而第一激发态¹∑⁺的激发能T_e仅仅为564.53 cm^-1. 首次纳入的旋轨耦合效应（SOC）使得BS⁺的5个Λ-S态分裂成为9个Ω态,原有的两个离解极限分裂为B⁺（¹S₀）+S（³P₂）,B⁺（¹S₀）+S（³P₁）,B⁺（¹S₀）+（³P₁）以及B⁺（¹S₀）+S（¹D₂）. 在考虑自旋轨道耦合效应之后,Ω态的基态为X2态. 通过势能曲线（PECs）可以发现所得到的Λ-S态和Ω态均为束缚态,利用LEVEL8.0程序拟合得到了对应电子态的光谱常数,这些结果可以为实验和理论方面进一步研究BS⁺的光谱性质提供准确的电子结构信息. 关键词： 势能曲线 光谱参数 多参考组态相互作用方法 Q)')" href="#">Davidson修正(+Q)     

icMRCI+Q理论研究CF离子12个-S态和23个?态的光谱性质

采用考虑Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用(icMRCI+Q)方法结合相关一致基组aug-ccpV5Z和aug-cc-pV6Z计算了CF~+离子第一离解极限C~+(~2p_u)+F(~2P_u)对应的12个∧-S态(X~l∑~+,a~3∏,1~3∑~+,1~3Δ,1~1∑~-,1~1∑~-,1~3∑~-,2~1∑~+,1~1∏,2~3∏,2~1∏和2~3∑~+)所产生的23个Ω态的势能曲线.计算中考虑了旋轨耦合效应、核价相关和标量相对论修正以及将参考能和相关能分别外推至完全基组极限.基于得到的势能曲线,获得了束缚和准束缚的9个∧-S态和16个Ω态的光谱常数,并且X~1∑~+,a~3∏~(势阱一)∧-S态的光谱常数与已有的实验结果非常符合.此外,计算了CF自由基X~2∏态到CF~+离子束缚和准束缚的9个∧-S态的垂直电离势和绝热电离势,并且CF~+(X~1∑~+)←CF(X~2∏)和CF~+(a~3∏(势阱一))←CF(X~2∏)的垂直电离势和绝热电离势与相应的实验结果也非常符合.由a~3∏,1~1∏态和其他激发∧-S态势能曲线的交叉现象,借助于计算的旋轨耦合矩阵元,分析了a~3∏~(势阱一),1~1∏~(势阱一)和2~1∑~+态的预解离机理.计算的23个Ω态离解极限处的相对能量与实验结果十分吻合.最后计算了(2)0+~(势阱一)(v'=0-5),(1)1~(势阱一)(v'=0-5)和(2)1~(势阱一)(v'=0)到X0~+态跃迁的Franck-Condon因子和辐射寿命.     

O_2分子B~3Σ_u~-态势能曲线的从头计算

B~3Σ_u~-态是O_2的最强的三重跃迁(B~3Σ_u~-←XΣ_g~-)Schumann-Runge(SR)带的上态,SR吸收带在保护地球、阻止紫外辐射等方面起着关键作用.SR连续带的光解离是平流层O原子及O_3的主要来源,掌握详细准确的O_2分子的电子态势能曲线,有助于对这些光谱现象的深入理解.本文通过MOLPRO软件,采用包含Davison修正的内收缩的多参考组态相互作用(ic MRCI+Q)方法,对O2的B~3Σ_u~-态的势能曲线进行了计算,采用的多参考组态函数来自完全活性空间自洽场计算.首先,采用共价组态构成多参考组态,对和B~3Σ_u~-态对称性相同的四个态进行了态平均计算,发现B3Σ_u~-态不存在双势阱结构,文献(Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2014 124 216)中双势阱的产生是根的振荡(root flipping)造成的,即B~3Σ_u~-态的势能曲线在核间距约为0.2 nm处跳变到能量相近的23?态的势能曲线上.本文中的态平均计算避免了这种根的振荡.接着,采用完全活性空间组态相互作用的方法计算B~3Σ_u~-态的势能曲线,通过改变活性空间的轨道组成,发现带有2π_u轨道电子布居的里德伯组态对B~3Σ_u~-态的束缚态的特征的出现是必不可少的.最后,通过将2π_u轨道加入到活性空间中,实现将相关的里德伯组态加入到多参考组态,对B~3Σ_u~-态的势能曲线进行了icMRCI+Q计算,得到相较于以往的理论计算与实验值更加相近的势能曲线以及光谱常数.本文探讨里德伯组态贡献的过程为如何确定多参考组态相互作用计算中的参考组态、提高理论计算的准确度提供了可以借鉴的途径.     

Observation of orbitally excited B(s) mesons

We report the observation of two narrow resonances consistent with states of orbitally excited (L=1) B_(s) mesons using 1 fb;(-1) of pp[over ] collisions at sqrt[s]=1.96 TeV collected with the Collider Detector at Fermilab II detector at the Fermilab Tevatron. We use two-body decays into K- and B+ mesons reconstructed as B(+)-->J/psiK(+), J/psi-->mu(+)mu(-) or B(+)-->D[over ](0)pi(+), D[over ](0)-->K(+)pi(-). We deduce the masses of the two states to be m(B_(s1))=5829.4+/-0.7 MeV/c(2) and m(B_(s2);(*))=5839.6+/-0.7 MeV/c;(2).     

四—（对—羟基苯基）卟啉在水／三氟乙酸溶液中J—聚集的光谱研究

本文研究了四－（对－羰基苯基）卟啉（ＴＣＰＰ）在Ｈ２Ｏ／ＣＦ３ＣＯＯＨ、Ｈ２Ｏ／ＣＣＩ３ＣＯＨ和Ｈ２Ｏ／ＣＨ３ＣＯＯＨ溶液中的ＵＶ－Ｖｉｓ吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱。实验表明,ＴＣＰＰ在Ｈ２Ｏ／ＣＨ３ＣＯＯＨ和Ｈ２Ｏ／ＣＣＩ３ＣＯＯＨ溶液中以分子态的Ｎ－质子化卟啉Ｈ８ＴＣＰＰ＾２＋存在,而在Ｈ２Ｏ／ＣＦ３ＣＯＯＨ中则形成Ｈ８ＴＣＰＰ＾２＋的Ｊ－聚集体。Ｊ－聚集体显示,ＵＶ－Ｖｉｓ吸收光谱和荧光光     

Two-qubit pure state tomography by five product orthonormal bases

In this paper, we focus on two-qubit pure state tomography. For an arbitrary unknown two-qubit pure state, separable or entangled, it has been found that the measurement probabilities of 16 projections onto the tensor products of Pauli eigenstates are enough to uniquely determine the state. Moreover, these corresponding product states are arranged into five orthonormal bases. We design five quantum circuits, which are decomposed into the common gates in universal quantum computation, to simulate the five projective measurements onto these bases. At the end of each circuit, we measure each qubit with the projective measurement {|00 |,|1,1| }. Then, we consider the open problem whether three orthonormal bases are enough to distinguish all two-qubit pure states. A necessary condition is given. Suppose that there are three orthonormal bases {B_1,B_2,B_3}. Denote the unitary transition matrices from B_1 to {B_2,B_3 } as U1 and U2. All 32 elements of matrices U_1 and U_2 should not be zero. If not, these three bases cannot distinguish all two-qubit pure states.     

BF自由基X~1Σ~+和a~3Π态光谱常数和分子常数研究

采用内收缩多参考组态相互作用方法和相关一致基aug-cc-pV6Z,对BF自由基X~1∑~+和a~3Π态的势能曲线进行了研究.计算是在0.095-133 nm的核间距内进行的.为获得更准确的结果,计算中还考虑了Davidson修正、相对论修正及核价相关修正对势能曲线的影响.相对论修正采用的方法是二阶DouglasKroll哈密顿近似,修正计算是在cc-pV5Z基组水平上进行的.核价相关修正使用的是cc-pCV5Z基组.利用得到的势能曲线,拟合出了各种修正下BF自由基X~1∑~+和a~3Ⅱ态的光谱常数De,Re,ωe,ωeχe,ωeye,Be和αe、并与实验结果进行了比较.结果表明:考虑Davidson修正、相对论修正和核价相关修正后得到的光谱常数最接近实验结果.利用修正后的势能曲线,通过求解径向振转Schr6dinger方程,找到了转动量子数J=0时这两个电子态的全部振动态,并计算了每一电子态前20个振动态的振动能级、惯性转动常数和离心畸变常数,其值与已有的实验结果较为一致.本文得到的光谱常数和分子常数达到了很高的精度,能为进一步的光谱实验提供可靠的参考.     

Raman scattering studies on the collapsed phase of CaCo_2As_2

In this work,Raman scattering measurements have been performed on the collapsed phase CaCo_2As_2 crystals.At least 8 Raman modes were observed at room temperature though CaCo_2As_2 is structurally similar to other 122 compounds like BaFe_2As_2.Two Raman modes are assigned to the intrinsic A_(1g)and B_(1g)of this material system respectively.The other ones are considered to originate from the local vibrations relevant to cobalt vacancies.Careful polarized measurements allow us to clearly resolve the four-fold symmetry of the B_(1g)mode,which put strong constraints on possible point group symmetries of the system with Co vacancies.The temperature-dependent measurements demonstrate that the anomalies in both frequency and width of the B_(1g)mode occur around Neel temperature T_N.The anomalies are considered to be related to the gap opening near the magnetic transition.The study may shed light on the structural and magnetic changes and their correlations with superconductivity in 122 systems.     

Spectroscopic and molecular properties of 14 selected electronic states of Si2 molecule

The potential energy curves (PECs) of the X³Σ_g⁻, D³Π_u, a¹Δ_g, b¹Π_u, H′³Σ_u⁻, K³Σ_u⁻, 1³Σ_u⁺, 1³Π_g, 2³Σ_u⁺, 2³Π_g, 3³Π_g, 3³Σ_u⁺, 2³Π_u and 2³Σ_g⁻ electronic states of the Si₂ molecule are investigated using the complete active space self-consistent field (CASSCF) method followed by the valence internally contracted multireference configuration interaction (MRCI) approach with the correlation-consistent basis sets of Dunning and co-workers. The effects on the PECs by the core-valence correlation and relativistic corrections are included. The way to consider the relativistic correction is to use the third-order Douglas-Kroll Hamiltonian approximation. The core-valence correlation correction is made with the aug-cc-pCV5Z basis set. And the relativistic correction is performed at the level of cc-pV5Z basis set. To obtain more reliable results, the PECs determined by the MRCI calculations are also corrected for size-extensivity errors by means of the Davidson modification (MRCI+Q). The PECs of all these electronic states are extrapolated to the complete basis set limit by the total-energy extrapolation scheme. Using the PECs, the spectroscopic parameters are determined and compared with those reported in the literature. With these PECs determined by the MRCI+Q/CV+DK+56 calculations, the vibrational levels and inertial rotation constants of the first 20 vibrational states are evaluated and compared with the RKR data for these electronic states when the rotational quantum number J equals zero. On the whole, as expected, the most accurate spectroscopic parameters and molecular constants of the Si₂ molecule are determined by the MRCI+Q/CV+DK+56 calculations. And the spectroscopic parameters of the 1³Σ_u⁺, 1³Π_g, 2³Σ_u⁺, 2³Π_g, 3³Π_g, 3³Σ_u⁺, 2³Π_u and 2³Σ_g⁻ electronic states obtained by the MRCI+Q/CV+DK+56 calculations should be good prediction for future laboratory experiment.     

CO分子四个电子态的振转谱:两种效应修正方法的比较

基于完全活性空间自洽场方法和多参考组态相互作用（multi-reference configuration interaction method,MRCI）方法,采用MRCI+Q/CBS（TQ5）+CV+SR（方法A）和aug-cc-pwCVnZ-DK（n=T,Q,5）（方法B）方案,分别计算了包含Davidson修正（+Q）、芯-价电子关联（core-valence correlation correction,CV）效应以及标量相对论（scalar relativistic,SR）效应的CO分子的基态X¹∑⁺和激发态a³Π,a'³∑⁺和A¹Π的势能曲线.在此基础上,获得了这些电子态的振-转谱.通过与实验结果比较发现：方法A适合a'³∑⁺和A¹Π等较高激发态的振-转谱的计算,方法B更适合基态X¹∑⁺和第一激发态a³Π的振-转谱的精细计算.该研究可以为其他小分子高精度振-转谱快速计算方案选择提供参考.     

从头计算研究BP分子的势能曲线和光谱性质

利用高精度的量子化学从头计算MRCI+Q方法结合相关一致aug-cc-pVQZ基组计算了磷化硼分子X3Π,3Σ-,5Π和5Σ-态的势能曲线,计算所得的电子态在大键长位置处收敛于同一个离解极限B(2Pu)+P(4Su).为了得到更精确的结果,计算中首次纳入了旋轨耦合(SOC)效应,使得BP分子的4个Λ-S态分裂成为15个Ω态,其中3Π0+态被确定为基态.此外,SOC效应还使两个三重态X3Π和3Σ-分裂出的0+和1态的势能曲线产生了避免交叉,表明在当前的计算中考虑SOC效应是非常必要的.利用LEVEL8.0程序对计算所得的Λ-S态和Ω态的势能曲线进行拟合,得到了相应的光谱常数,通过与其他理论和实验工作进行比较,可知我们的结果更加精确、完整,可以为实验和理论方面进一步研究BP分子的光谱性质提供可靠的参考.     

一氟化碳电子态的光谱性质和预解离机理的理论研究

采用考虑Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用(icMRCI+Q)方法结合相关一致基组aug-cc-pV5Z和aug-cc-pV6Z首次计算了一氟化碳(CF)11个Λ-S 态(X²Π , a⁴Σ^-, A²Σ⁺, B²Δ, 1⁴Π, 1²Σ^-, 2⁴Π, 1^{4}Δ , 1⁴Σ⁺, 2²Σ^-和2⁴Σ^-) 所产生的25个Ω 态的势能曲线. 计算中考虑了旋轨耦合效应、核价相关和标量相对论修正以及将参考能和相关能分别外推至完全基组极限. 基于得到的势能曲线, 获得了束缚和准束缚的Λ-S态和Ω 态的光谱常数, 与已有的实验结果非常符合. 分析了束缚和准束缚的Λ-S态在各自平衡核间距R_e处的主要电子组态. 由于1⁴Π 和2⁴Π态的避免交叉, 发现准束缚态2⁴Π. 由Λ-S态势能曲线的交叉现象, 借助于计算的旋轨耦合矩阵元, 分析了a⁴Σ^-和B²Δ 态的预解离机理. 计算了25个Ω 态的离解关系, 给出了它们的离解极限. 最后研究了A²Σ⁺-X²Π 跃迁特性, 本文计算得到的A²Σ⁺-X²Π跃迁的Frank-Condon 因子和辐射寿命与已有实验值也符合得非常好.     

BF自由基X1∑+和a3∏态光谱常数和分子常数研究

采用内收缩多参考组态相互作用方法和相关一致基aug-cc-pV6Z, 对BF自由基X¹∑⁺和a³∏ 态的势能曲线进行了研究. 计算是在0.095---1.33 nm的核间距内进行的. 为获得更准确的结果, 计算中还考虑了Davidson修正、相对论修正及核价相关修正对势能曲线的影响. 相对论修正采用的方法是二阶DouglasKroll哈密顿近似, 修正计算是在cc-pV5Z基组水平上进行的. 核价相关修正使用的是cc-pCV5Z基组. 利用得到的势能曲线, 拟合出了各种修正下BF自由基X¹∑⁺和a³∏ 态的光谱常数D_e, R_e, ω_e, ω_ex_e, ω_ey_e, B_e和α_e、并与实验结果进行了比较. 结果表明: 考虑Davidson修正、相对论修正和核价相关修正后得到的光谱常数最接近实验结果. 利用修正后的势能曲线, 通过求解径向振转Schrödinger方程, 找到了转动量子数J = 0时这两个电子态的全部振动态, 并计算了每一电子态前20个振动态的振动能级、惯性转动常数和离心畸变常数, 其值与已有的实验结果较为一致. 本文得到的光谱常数和分子常数达到了很高的精度, 能为进一步的光谱实验提供可靠的参考.     

八元瓜环与吲哚乙酸及甲基紫精的超分子相互作用研究

利用紫外吸收光谱法、荧光光谱法、等温量热滴定法、氢核磁共振技术等研究了八元瓜环(Q[8])与富电子客体吲哚乙酸(IAA)及缺电子客体甲基紫精(MV2+)在水溶液中的超分子相互作用,探讨了主客体作用体系的作用机制,作用位点,作用模式及热力学等性质。紫外吸收光谱及荧光发射光谱研究结果表明Q[8]与IAA及Q[8]与MV2+在水溶液中均形成了包结计量比为1∶1的主客体配合物,等温量热滴定法研究结果显示Q[8]/IAA及Q[8]/MV2+体系的ΔH＜0,ΔG＜0,表明上述超分子体系是发进行且是放热反应。当在Q[8]/IAA二元体系中加入MV2+时,MV2+能与Q[8]/IAA体系在水溶液中形成1∶1∶1型三元主客体配合物,IAA的吲哚环及亚甲基部位受到了瓜环的屏蔽作用进入了Q[8]的空腔,MV2+吡啶环部位也进入Q[8]的空腔,也即IAA及MV2+均相互协同进入Q[8]空腔而与Q[8]形成了主客体配合物,原因可能是由于富电子客体IAA与缺电子客体MV2+之间的电荷相互转移诱导作用引起的。上述研究结果为瓜环在富电子客体及缺电子客体超分子自组装方面的应用提供了一定的理论依据。     

Excited-states and spectroscopic properties of superoxide anion: a theoretical study including spin–orbit coupling

ABSTRACT

The potential energy curves (PECs) of 24 Λ–S electronic states of superoxide anion (O₂^?), which correlated with the first dissociation channel, were calculated using a high-accuracy internally contracted multireference configuration interaction (icMRCI) methodology with the Davidson correction in conjunction with the correlation-consistent basis sets. The core electron correlation and scalar relativistic corrections as well as basis set extrapolation were included. The spin–orbit coupling was also taken into account by using the state interaction approach with the Breit–Pauli Hamiltonian. The PECs of 54 Ω states generated from the 24 Λ–S states were constructed and described in detail. The spectroscopic constants of the seventeen Λ–S and 37 Ω bound states were evaluated and the vibrational properties of some weakly bound states were predicted. Comparing with the available experimental and theoretical data shows that the computational strategy employed is suitable and highly accurate for this system.